JPH1119589A

JPH1119589A - 振動発生装置

Info

Publication number: JPH1119589A
Application number: JP17364097A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Masuda; 淳増田; Satoru Numata; 哲沼田; Takahiro Kawachi; 隆宏河内; Toshio Koyakata; 利夫古舘; Youtarou Sakakura; 洋大郎坂倉
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電力を少なくし、また、ゲ−ムの操作者
に臨場感を与えられるようにするために、ゲ−ムの内容
によって振動の周波数や振幅を変えることができるよう
にする。【解決手段】磁気回路を構成する磁気回路構成部１
５、１６と前記磁気回路構成部１５、１６を支持する支
持部材１４、１７とからなる振動部と、前記磁気回路内
に配置されるとともに交流電流が供給されるコイル１３
とを備え、前記振動部の固有振動数を前記交流電流の周
波数の近傍に設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゲ−ム機用操作装
置等に使用する振動発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の振動発生装置は、図７に示すよう
に、駆動部３１と振動発生部３２とからなり、駆動部３
１からの駆動電流を振動発生部３２に供給することによ
って振動発生部３２に振動を発生させるようにしてい
る。そして、駆動部３１は、クロックパルス発生回路３
３、第一の駆動信号発生回路３４、第二の駆動信号発生
回路３５、駆動回路３６等を有している。

【０００３】ここで、駆動部３１によって駆動される振
動発生部３２の概略構成の一例を図８を用いて説明す
る。合成樹脂からなるＬ字状の取付部材３７の底壁３７
ａにはボビン３８を設け、筒状に形成されたコイル３２
ａが前記ボビン３８に取り付けられている。また、前記
取付部材３７の側壁３７ｂの一端には、底壁３７ａと平
行状態で板バネ３９が取り付けられ、この板バネ３９に
は、磁気回路を構成する磁性金属からなるヨ−ク４０が
取付られている。そして、このヨ−ク４０は、コイル３
２ａの外周を囲む筒状部４０ａと、コイル３２ａの中心
の空洞部３２ｂ内に位置する凸部４０ｂと、この凸部４
０ｂの根本部分で、前記コイル３２ａの空洞部３２ｂ内
から外れた位置に設けられた磁石４１とで構成されてい
る。

【０００４】そして、前記磁石４１により、磁性金属の
ヨ−ク４０の凸部４０ｂの端部は磁化されて、Ｎ極、ま
たはＳ極となり、また、ヨ−ク４０の筒状部４０ａの端
部はＳ極またはＮ極となって磁気回路が構成されてい
る。従って、コイル３２ａはヨ−ク４０の凸部４０ｂの
端部と筒状部４０ａの端部との間に配置されている。こ
のような振動発生装置は、コイル３２ａに方形電流を所
定の繰り返し周波数で、その通流方向を切り替えて供給
することによる電磁作用によってヨ−ク４０がコイル３
２ａに対して相対的に上下動して、振動を発生する。す
ると、このヨ−ク４０の上下動の振動が板バネ３９を介
して取り付け部材３７に伝達されるようになる。この
時、ヨ−ク４０は、板バネ３９が取付部材３７に取り付
けられた箇所を支点として、円弧運動を行うようにな
る。そして、このような振動発生装置は、ゲ−ム機用操
作装置のケ−ス内に組み込まれ、例えば、カ−レ−スの
ゲ−ムの操作時、操作中の車が障害物に衝突したとき、
この振動発生装置を作動させて、ケ−スにその振動を伝
えることによって、操作者に臨場感を伝えるようにする
ために使用される。

【０００５】次に、図７および図９に従って駆動部３１
の構成を説明する。駆動部３１におけるクロックパルス
発生回路３３は、振動発生部３２の振動周波数を決定す
るものであり、例えば、図９（ａ）に示すような繰り返
し周波数が、例えば２０Ｈｚ（繰り返し周期をＴで示
す）でデュ−ティサイクル５０％のクロックパルスＣＰ
を発生している。また、第一の駆動信号発生回路３４と
第二の駆動信号発生回路３５とは、トランジスタ等から
なるスイッチング回路で構成されており、クロックパル
ス発生回路３３からのクロックパルスＣＰを受けて駆動
回路３６に駆動信号を供給するものである。そして、第
一の駆動信号発生回路３４は、クロックパルスＣＰの連
続する立ち下がり時刻毎に立ち上がりと立ち下がりとを
繰り返す、図９（ｂ）に示すような駆動信号Φ１ａと、
図示はしないが、この駆動信号Φ１ａのハイレベル
（Ｈ）とロ−レベル（Ｌ）とを反転した駆動信号Φ１ｂ
とを発生する。

【０００６】同様に、第二の駆動信号発生回路３５も、
クロックパルスＣＰの連続する立ち下がり時刻毎に立ち
上がりと立ち下がりとを繰り返す、図９（ｃ）に示すよ
うな駆動信号Φ２ａと、図示はしないが、この駆動信号
Φ２ａのハイレベル（Ｈ）とロ−レベル（Ｌ）とを反転
した駆動信号Φ２ｂとを発生する。そして、第一の駆動
信号発生回路３４から出力される駆動信号Φ１ａと第二
の駆動信号発生回路３５から出力される駆動信号Φ２ａ
とは、クロックパルスＣＰの繰り返し周期である期間Ｔ
だけ互いに位相がずれた状態になっている。

【０００７】駆動回路３６は、ブリッジ回路に構成され
た四個のパワ−トランジスタ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、
３６ｄを有している。このうち、パワ−トランジスタ３
６ａと３６ｃとはＰＮＰトランジスタであり、パワ−ト
ランジスタ３６ｂと３６ｄとはＮＰＮトランジスタであ
る。そして、パワ−トランジスタ３６ａ、３６ｃのエミ
ッタ同志が共に電源Ｅに接続され、また、パワ−トラン
ジスタ３６ｂ、３６ｄのエミッタ同志が共にグランドに
接続されている。さらに、パワ−トランジスタ３６ａの
コレクタとパワ−トランジスタ３６ｂのコレクタが相互
に接続され、パワ−トランジスタ３６ｃのコレクタとパ
ワ−トランジスタ３６ｄのコレクタが相互に接続されて
いる。

【０００８】そして、第一の駆動信号発生回路３４から
の駆動信号Φ１ｂがパワ−トランジスタ３６ａのベ−ス
に、駆動信号Φ１ａがパワ−トランジスタ３６ｄのベ−
スにそれぞれ供給され、第二の駆動信号発生回路３５か
らの駆動信号Φ２ｂがパワ−トランジスタ３６ｃのベ−
スに、駆動信号Φ２ａがパワ−トランジスタ３６ｂのベ
−スにそれぞれ供給されるようになっている。また、パ
ワ−トランジスタ３６ａのコレクタとパワ−トランジス
タ３６ｂのコレクタとの相互の接続点と、パワ−トラン
ジスタ３６ｃのコレクタとパワ−トランジスタ３６ｄの
コレクタとの相互の接続点との間に振動発生部３２のコ
イル３２ａが接続されて図９（ｄ）に示すような駆動電
流Ｄが流れるようになっている。

【０００９】即ち、第一の駆動信号発生回路３４からの
駆動信号Φ１ａがハイレベル（従って駆動信号Φ１ｂは
ロ−レベル）で、第二の駆動信号発生回路３５からの駆
動信号Φ２ａがロ−レベル（従って駆動信号Φ２ｂはハ
イレベル）となる期間Ｔａでは、パワ−トランジスタ３
６ａ、３６ｄがスイッチング動作によってそれぞれのコ
レクタ、エミッタ間が飽和して導通し（この時、パワ−
トランジスタ３６ｃ、３６ｂは非導通）、振動発生部３
２のコイル３２ａに矢印Ａ方向（正方向）に駆動電流Ｄ
が流れる。この駆動電流Ｄは図９（ｄ）ではプラス
（＋）側に示している。

【００１０】また、第一の駆動信号発生回路３４からの
駆動信号Φ１ａがロ−レベル（従って駆動信号Φ１ｂは
ハイレベル）で、第二の駆動信号発生回路３５からの駆
動信号Φ２ａがハイレベル（従って駆動信号Φ２ｂはロ
−レベル）となる期間Ｔｂでは、パワ−トランジスタ３
６ｃ、３６ｂがスイッチング動作によってそれぞれのコ
レクタ、エミッタ間が飽和して導通し（この時、パワ−
トランジスタ３６ａ、３６ｄは非導通）、振動発生部３
２のコイル３２ａに矢印Ａ方向とは逆方向（逆方向）に
駆動電流Ｄが流れる。この駆動電流Ｄは図９（ｄ）では
マイナス（−）側に示している。このようにして、振動
発生部３２のコイル３２ａに期間Ｔ毎に通流方向が切り
替わって駆動電流Ｄが流れ、振動発生部３２のヨ−ク４
０が上下動し、振動を発生するようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記に説明した従来の
振動発生装置では、振動発生部３２のコイル３２に流す
駆動電流Ｄの大きさは常に一定であるため、振動の振幅
を大きなものとするには駆動回路３６に印加する電源電
圧Ｅを大きく設定しておく必要があり、そのため消費電
力が大きくなる欠点があった。

【００１２】また、例えば、カ−レ−ス等のゲ−ムでは
自動車の加速時や減速時においても振動の大きさ（振
幅）や振動の周波数が常に一定であったのでゲ−ムの臨
場感が乏しいという問題があった。そこで、本発明の振
動発生装置は、消費電力を少なくし、また、ゲ−ムの操
作者に臨場感を与えられるようにするために、ゲ−ムの
内容によって振動の周波数や振幅を変えることができる
ようにするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の振動発生装置は、磁気回路を構成する磁気
回路構成部と前記磁気回路構成部を支持する支持部材と
からなる振動部と、前記磁気回路内に配置されるととも
に交流電流が供給されるコイルとを備え、前記振動部の
固有振動数を前記交流電流の周波数の近傍に設定した。

【００１４】また、本発明の振動発生装置は、前記交流
電流の周波数を、前記固有振動数における前記振動部の
振幅に対してほぼ半分の振幅を呈する周波数の範囲内に
設定した。

【００１５】また、本発明の振動発生装置は、前記固有
振動数を前記交流電流の周波数よりも高く設定した。

【００１６】また、本発明の振動発生装置は、前記交流
電流の周波数を前記範囲内で変化させるようにした。

【００１７】また、本発明の振動発生装置は、前記交流
電流の大きさを変化させるようにした。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の振動発生装置の実施の形
態を図１乃至図６により説明する。本発明の振動発生装
置は、図１に示すように、駆動部１と振動発生部２とか
らなり、駆動部１からの駆動電流を振動発生部２に供給
することによって振動発生部２に振動を発生させるよう
にしている。そして、駆動部１は、さらに、駆動制御回
路３と駆動回路３６とから構成されており、駆動制御回
路３から駆動制御信号が駆動回路３６に供給されるよう
になっている。そして、例えば、ゲ−ム機の制御信号発
生回路５から駆動制御回路３に対して周波数制御信号Ｓ
ｆと電流制御信号Ｓｃ等が供給されるようになってい
る。なお、ここで、駆動回路３６については、従来の構
成と同じであるので、その説明を省略する。

【００１９】先ず最初に、振動発生部２の概略の構成を
図２、図３を参照して説明する。ここで、図２は振動発
生部２の要部断面図、図３は振動発生部２における振動
部の振幅特性図である。ＡＢＳ樹脂等の非磁性材の成形
品からなる板状の取付部材１１には、ほぼ中央部に筒状
のガイド部１１ａが形成されており、このガイド部１１
ａを中央にして取付部材１１上に筒状のボビン１２が取
り付けられている。ボビン１２は空洞部１２ａを有し、
また一端側には鍔部１２ｂが形成され、この鍔部１２ｂ
が取付部材１１上に適宜手段によって固定されている。
そして、このボビン１２の外側には導線を巻回して形成
したコイル１３が取り付けられている。

【００２０】ボビン１２の鍔部１２ｂ上には円形状の突
出部１２ｃが形成され、金属線からなる支持部材である
第一のコイルバネ１４の一端側がこの突出部１２ｃに係
合状態で鍔部１２ｂ上に載置されており、この第一のコ
イルバネ１４の載置状態ではコイル１３と第一のコイル
バネ１４との間には所定の空隙が確保され、且つ、ボビ
ン１２及びコイル１３の中心線と第一のコイルバネ１４
の中心線とが取付部材１１に形成した筒状のガイド部１
１ａの中心線と一致する状態になっている。

【００２１】また、磁気回路を構成する磁性材料からな
るヨ−ク１５は、上壁部１５ａと、コイル１３の外周を
囲む筒状部１５ｂと、この筒状部１５ｂの外周に形成し
た円形状の鍔部１５ｃとを有し、この鍔部１５ｃが、上
壁部１５ａを上方として第一のコイルバネ１４の他端側
に懸架状態で載置され、このヨ−ク１５の筒状部１５ｂ
がコイル１３と第一のコイルバネ１４との間の空隙内に
位置するようになっている。そして、このヨ−ク１５
は、その上壁部１５ａに固着されるとともに永久磁石１
６ａを固定した磁性材料からなる柱状の凸部１６を有
し、この凸部１６がボビン１２の空洞部１２ａに位置す
るようになっている。

【００２２】また、ヨ−ク１５の鍔部１５ｃ上には支持
部材である第二のコイルバネ１７の一端側が載置され、
その他端側は、取付部材１１に適宜手段によって取り付
けられたカバ−１８の天井壁１８ａに形成された突出部
１８ｂに係合状態で支持されている。これによって第二
のコイルバネ１７は、径方向への移動が押さえられるよ
うになっている。この第二のコイルバネ１７の巻径は第
一のコイルバネ１４の巻径と同じになっている。この結
果、ヨ−ク１５は、ボビン１２の鍔部１２ｂとカバ−１
８との間に介在した第一のコイルバネ１４と第二のコイ
ルバネ１７とによって支持され、取付部材１１に対して
垂直方向に上下動するようになっている。

【００２３】さらに、ヨ−ク１５が支持された際は、図
２に示すように、筒状部１５ｂがコイル１３の外周を取
り囲むようにコイル１３に被せられるとともに、凸部１
６の一部がボビン１２の空洞部１２ａ内に挿入され、そ
の外周全体がコイル１３と対向した状態となっており、
そして、筒状部１５ｂと凸部１６との間に筒状のコイル
１３が配置された状態となっている。そして、前記永久
磁石１６ａにより、磁性金属のヨ−ク１５の凸部１６の
外周端部が磁化されて、Ｎ極、またはＳ極となり、ま
た、ヨ−ク１５の筒状部１５ｂの端部がＳ極またはＮ極
となって凸部１６と筒状部１５ｂとの間に磁束が流れ磁
気回路が構成されている。従って、ヨ−ク１５、凸部１
６は磁気回路構成部となり、コイル１３はヨ−ク１５、
凸部１６によって構成される磁気回路内に配置されてい
ることになる。

【００２４】そして、ヨ−ク１５の凸部１６の先端から
ボビン１２の中心線に沿って設けられた軸１９が取付部
材１１に形成したガイド部１１ａの孔に挿通され、これ
によってヨ−ク１５の横方向の振れがおさえられてい
る。さらに、取付部材１１の下側には、この取付部材１
１に対向して回路基板２０が設けられており、この回路
基板２０上にはコイル１３に駆動電流を供給する駆動部
１を構成する回路部品２１等が組み込まれている。ま
た、取付部材１１の下面とガイド部１１ａの周囲には金
属板あるいは金属箔等のシ−ルド体２２が被着され、こ
れによって、ヨ−ク１５からの漏洩した磁束が回路部品
２１に流れ込まないようになっている。

【００２５】このような構成によって振動発生部２が形
成されており、コイル１３に方形の駆動電流を通流方向
を切り替えて供給すると、電磁作用により、支持部材で
ある第一のコイルバネ１４と第二のコイルバネ１７によ
って支持されたヨ−ク１５がコイル１３に対して上下動
する。すると、このヨ−ク１５の上下動が第一のコイル
バネ１４および第二のコイルバネ１７を介して取付部材
１１およびカバ−１８に振動として伝達されるようにな
る。このような振動発生部２は、図示しないゲ−ム機用
操作装置内に組み込まれて用いられる。そして、例え
ば、カ−レ−スのゲ−ムの操作時、操作中に障害物に衝
突したとき、この振動発生部２を動作させてゲ−ム操作
装置にその振動を伝えることによって、操作者に臨場感
を与えるようになっている。

【００２６】ところで、ヨ−ク１５、凸部１６、第一の
コイルバネ１４、第二のコイルバネ１７、軸１９は、コ
イル１３に流す駆動電流によって上下動する振動部とな
るが、本発明の振動発生装置においては、この振動部を
振動させるために、振動部の固有振動数を通常、実際に
コイル１３に流す駆動電流の周波数である２０Ｈｚ乃至
２５Ｈｚの近傍に設定している。一般的に、振動部の固
有振動数Ｆ０は、振動部の質量Ｍとバネ定数Ｋとによっ
てＦ０＝１／（２π）＊（Ｋ／Ｍ）^1/2で示されるこ
とから、本発明ではヨ−ク１５および軸１９の質量をほ
ぼ３５ｇ（グラム）、バネ定数をほぼ５０ｇｆ／ｍｍに
設定して、コイル１３に流す駆動電流を一定として周波
数を変化させてヨ−ク１５の振幅特性を調べてみた。そ
の結果、図３に示すようにほぼ２５Ｈｚで最大振幅とな
り、固有振動数Ｆ０はほぼ２５Ｈｚであることがわかっ
た。また、周波数が１５Ｈｚ〜３０Ｈｚの間では固有振
動数Ｆ０における最大振幅に対して１／２以上の振幅が
得られ、しかも、固有振動数Ｆ０よりも低い周波数では
振幅の減少が緩慢であるのに対し、固有振動数Ｆ０より
も高い周波数では振幅の減少が急峻であることがわかっ
た。なお、上記の計算式では、Ｆ０＝１８．８Ｈｚとな
るが実測値との違いは振動発生部２の固定構造によるも
のと考えられる。

【００２７】次に、図１に従って駆動部１の構成を説明
する。制御信号発生回路５は、図示しないゲ−ム機の本
体に組み込まれ、ゲ−ム機の操作に対応して、振動発生
部２が発生する振動の状態を制御するものであり、例え
ば、振動周波数を変えるための２ビットの周波数制御信
号Ｓｆや、振動の振幅を変えるための２ビットの電流制
御信号Ｓｃを発生し、これらの制御信号を駆動制御回路
３に供給する。

【００２８】駆動制御回路３は、クロックパルス発生回
路６、第一のタイミング回路７、第二のタイミング回路
８、第一の駆動電流制御回路９、第二の駆動電流制御回
路１０を有している。このうち、クロックパルス発生回
路６は、図４（ａ）に示すように、繰り返し周期がＴで
デュ−ティサイクルが５０％のクロックパルスＣＰを発
生し、その繰り返し周波数は、制御信号発生回路５から
の２ビットの周波数制御信号Ｓｆによって４通り（例え
ば、３０Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）に切り
替えられ、この中からゲ−ムの内容によって操作者が所
望の繰り返し周波数を選択でき、あるいはゲ−ム機のプ
ログラムによってゲ−ム内容の変化、例えば、カ−レ−
スにおける加速、減速に対応して周波数が変わるように
なっている。このため、クロックパルス発生回路６は、
図示はしないが、例えば簡単なＣＲ発振器を有し、この
ＣＲ発振器内のＣＲ時定数を切り替えるようにしてもよ
い。

【００２９】第一のタイミング回路７は、クロックパル
スＣＰの連続する立ち下がり時刻に対応して立ち上がり
と立ち下がりを繰り返す第一のタイミングパルスＴＰ１
を発生するが、この第一のタイミングパルスＴＰ１の立
ち上がり時刻は、図４（ｂ）に示すように、クロックパ
ルスＣＰの立ち下がり時刻よりも時間ｔｄ（およそ８０
μＳ（マイクロ秒））だけ遅れるように設定されてい
る。同様に、第二のタイミング回路８も、クロックパル
スＣＰの連続する立ち下がり時刻に対応して立ち上がり
と立ち下がりを繰り返す第二のタイミングパルスＴＰ２
を発生するが、この第二のタイミングパルスＴＰ２の立
ち上がり時刻も、図４（ｃ）に示すように、クロックパ
ルスＣＰの立ち下がり時刻よりも時間ｔｄ（およそ８０
μＳ（マイクロ秒））だけ遅れるように設定されてい
る。そして、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、第一の
タイミングパルスＴＰ１と第二のタイミングパルスＴＰ
２との間には、クロックパルスＣＰの繰り返し周期であ
る期間Ｔだけ位相ずれを設けている。

【００３０】従って、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から
わかるように、第一のタイミングパルスＴＰ１、第二の
タイミングパルスＴＰ２の繰り返し周波数はクロックパ
ルスＣＰの繰り返し周波数の１／２となり、これによっ
て振動発生部２は１５Ｈｚ、２０Ｈｚ、２５Ｈｚ、３０
Ｈｚの周波数の範囲内で振動するようになっている。こ
れらの振動周波数は、ゲ−ムにおける臨場感を得るのに
好適な周波数となっている。また、第一のタイミングパ
ルスＴＰ１のハイレベルの期間と第二のタイミングパル
スＴＰ２のハイレベルの期間とは同じＴＸとなり、ま
た、第一のタイミングパルスＴＰ１のロ−レベルの期間
と第二のタイミングパルスＴＰ２のロ−レベルの期間は
同じＴＹ（＝ＴＸ＋２ｔｄ）となって、期間ＴＸの前後
に遅れ時間ｔｄが位置するようになっている。このた
め、遅れ時間ｔｄの間は、第一のタイミングパルスＴＰ
１と第二のタイミングパルスＴＰ２は共にロ−レベルと
なっている。

【００３１】また、第一のタイミング回路７と第二のタ
イミング回路８とは、それぞれのタイミングパルスＴＰ
１、ＴＰ２のハイレベルの期間ＴＸが所定の期間以上に
なるとクロックパルスＣＰの立ち下がり時刻に関係なく
自動的にロ−レベルに反転するようなハイレベルの継続
期間ＴＸを制限する機能を備えている。そして、この所
定の期間はおよそ６７ｍＳ（ミリ秒）に設定されてい
る。そのため、第一のタイミングパルスＴＰ１と第二の
タイミングパルスＴＰ２とは、クロックパルスＣＰの繰
り返し周波数が低くなって、およそ１５Ｈｚ以下になっ
たときは、図５（ａ）に示すクロックパルスＣＰの立ち
下がり時刻ｔｆを待たずに、図５（ｂ）、（ｃ）に示す
ように、ハイレベルの継続期間が６７ｍＳとなる時刻ｔ
ｆ１で自動的にロ−レベルに復帰する。これによって、
コイル１３への駆動電流の通電時間を必要以上に延ばす
ことがないので電力消費を少なくできる。

【００３２】第一の駆動電流制御回路９は、第一のタイ
ミング回路７からの第一のタイミングパルスＴＰ１を受
けて、この第一のタイミングパルスＴＰ１のハイレベル
の期間ＴＸで駆動部３６のパワ−トランジスタ３６ａ、
３６ｄを導通するとともに、制御信号発生回路５からの
電流制御信号Ｓｃに基づいて駆動電流の大きさを制御す
るものである。同様に、第二の駆動電流制御回路１０
も、第二のタイミング回路８からの第二のタイミングパ
ルスＴＰ２を受けて、この第二のタイミングパルスＴＰ
２のハイレベルの期間ＴＸで駆動部３６のパワ−トラン
ジスタ３６ｃ、３６ｄを導通するとともに、制御信号発
生回路５からの電流制御信号ＳＣに基づいて駆動電流の
大きさを制御する。この電流制御信号Ｓｃも、例えば、
カ−レ−ス等のゲ−ムにおいて、ゲ−ムの内容に応じて
変えられるようにゲ−ム機でプログラムされており、こ
れによって振動発生部２の振動の大きさ（振幅）が変化
するようになっている。

【００３３】そこで先ず、第一の駆動電流制御回路９
は、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、第一のタイミン
グパルスＴＰ１（図６（ａ）参照）と同じ位相関係とな
る駆動制御信号φ１ａとこの駆動制御信号φ１ａとはハ
イレベルとロ−レベルとが反転した駆動制御信号φ１ｂ
とを出力する。また同様に、第二の駆動電流制御回路１
０は、図６（ｅ）、（ｆ）に示すように、第二のタイミ
ングパルスＴＰ２（図６（ｄ））と同じ位相関係となる
駆動制御信号φ２ａとこの駆動制御信号φ２ａとはハイ
レベルとロ−レベルとが反転した駆動制御信号φ２ｂと
を出力する。そして第一の駆動電流制御回路９からの駆
動制御信号φ１ａが駆動回路３６のパワ−トランジスタ
３６ｄのベ−スに、駆動制御信号φ１ｂがパワ−トラン
ジスタ３６ａのベ−スにそれぞれ供給され、第二の駆動
電流制御回路１０からの駆動制御信号φ２ａが駆動回路
３６のパワ−トランジスタ３６ｂのベ−スに、駆動制御
信号φ２ｂがパワ−トランジスタ３６ｃのベ−スにそれ
ぞれ供給される。そして、パワ−トランジスタ３６ａの
コレクタとパワ−トランジスタ３６ｂのコレクタとの相
互の接続点と、パワ−トランジスタ３６ｃのコレクタと
パワ−トランジスタ３６ｄのコレクタとの相互の接続点
との間に、振動発生部２のコイル１３が接続されてい
る。

【００３４】この結果、第一のタイミングパルスＴＰ１
がハイレベルとなる期間ＴＸでは駆動回路３６のパワ−
トランジスタ３６ａ、３６ｄがともに導通（この時は、
パワ−トランジスタ３６ｃ、３６ｂは非導通となってい
る）し、振動発生部２のコイル１３には図１の矢印Ｂの
方向（正方向）に駆動電流Ｄが流れる。第二のタイミン
グパルスＴＰ２がハイレベルとなる期間ＴＸでは駆動回
路３６のパワ−トランジスタ３６ｃ、３６ｂがともに導
通（この時は、パワ−トランジスタ３６ａ、３６ｄは非
導通となっている）し、振動発生部２のコイル１３に
は、図１の矢印Ｂの方向とは逆方向に切り替えられて駆
動電流Ｄが流れ、これによって、コイル１３には交流電
流が流れ、振動発生部２のヨ−ク１５が振動する。

【００３５】前述したように、電流制御信号Ｓｃは、駆
動電流の大きさを変えるものであるが、第一の駆動電流
制御回路９は、この電流制御信号Ｓｃを取り込み、この
第一の駆動電流制御回路９から出力する駆動制御信号φ
１ａ、φ１ｂのレベルを例えば４段階に切り替えるよう
にしている。即ち、パワ−トランジスタ３６ａ、３６ｄ
を導通にする期間ＴＸにおける駆動制御信号φ１ａのハ
イレベルの大きさ（例えば電圧値）と同じ期間ＴＸにお
ける駆動制御信号φ１ｂのロ−レベルの大きさ（例えば
電圧値）とを、図６（ｂ）、および（ｃ）のそれぞれに
示すように、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、およびＬ１、Ｌ
２、Ｌ３、Ｌ４の如く、４段階のいずれかに設定するよ
うにしている。このように設定することによって、パワ
−トランジスタ３６ａ、３６ｄのベ−スに供給するベ−
ス電流が変わり、駆動電流Ｄの大きさを変えることがで
きる。従ってパワ−トランジスタ３６ａ、３６ｄは、非
飽和のスイッチング動作をすることになる。

【００３６】同様に、第二の駆動電流制御回路１０も、
電流制御信号Ｓｃを取り込み、この第二の駆動電流制御
回路１０から出力する駆動制御信号φ２ａ、φ２ｂのレ
ベルを例えば４段階に切り替えるようにしている。即
ち、パワ−トランジスタ３６ｃ、３６ｂを導通にする期
間ＴＸにおける駆動制御信号φ２ａのハイレベルの大き
さ（例えば電圧値）と同じ期間ＴＸにおける駆動制御信
号φ２ｂのロ−レベルの大きさ（例えば電圧値）とを、
図６（ｅ）、および（ｆ）のそれぞれに示すように、Ｈ
１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、およびＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４
の如く、４段階のいずれかに設定するようにしている。
このように設定することによって、パワ−トランジスタ
３６ｃ、３６ｂのベ−スに供給するベ−ス電流が変わ
り、駆動電流Ｄの大きさを変えることができる。従って
パワ−トランジスタ３６ｃ、３６ｂも、非飽和のスイッ
チング動作をすることになる。

【００３７】以上のような本発明の振動発生装置は、通
常は例えば振動周波数がほぼ２０Ｈｚ乃至２５Ｈｚで使
用されるので、振動部の振幅を大きくでき、従ってコイ
ルに流す駆動電流を減らすことができる。また、振動周
波数を２０Ｈｚとした場合は振動部の固有振動数２５Ｈ
ｚよりも低くなっているが、図３の振幅特性から明らか
なように、周波数の変動に対する振幅の変化が、固有振
動数よりも高い周波数での振幅の変化よりも少ないの
で、安定した大きな振動が得られる。また、ゲ−ムの種
類、内容に対応してクロックパルス発生回路６が発生す
るクロックパルスＣＰの繰り返し周波数を変えることで
振動発生部２の振動周波数を変えるとともに振幅も変化
させることができるので、これによっても、操作者にゲ
−ムに対する興味を一層持たせることができる。この
際、振動周波数をおよそ１５Ｈｚから３０Ｈｚの間で変
化させれば大きな振幅を維持してしかも２倍の振幅比を
得ることができる。また、振動発生部２のコイルに流れ
る駆動電流の大きさをゲ−ムの種類、内容に対応して種
々変えることができるので、振動発生部２における振動
の振幅をさらに大きく変えることができ、操作者にゲ−
ムに対する興味を一層持たせることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明の振動発生装置
は、振動部の固有振動数をコイルに供給する交流電流の
周波数の近傍に設定したので、少ない駆動電流で振動部
の振幅を大きくでき、従ってコイルに流す駆動電流を減
らすことができ、電力消費が少なくて済む。

【００３９】また、本発明の振動発生装置は、交流電流
の周波数を、固有振動数における振動部の振幅に対して
ほぼ半分の振幅を呈する周波数の範囲内に設定したの
で、その範囲では少ない駆動電流で大きな振幅を得るこ
とができる。

【００４０】また、本発明の振動発生装置は、振動部の
固有振動数を交流電流の周波数よりも高く設定したの
で、振動の振幅が安定させることができる。

【００４１】また、本発明の振動発生装置は、交流電流
の周波数を振幅が１／２の変化する範囲内で変化させる
ようにしたので、振動周波数と振幅とを同時に変化させ
ることができ、ゲ−ムの操作者に大きな臨場感を与える
ことができる。

【００４２】また、本発明の振動発生装置は、交流電流
の大きさを可変としたので、振動発生部における振動の
振幅をさらに大きく変えることができ、ゲ−ムにおける
臨場感を一層持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動発生装置のブロック構成図であ
る。

【図２】本発明の振動発生装置における振動発生部の要
部断面図である。

【図３】本発明の振動発生装置における振動発生部の振
動部の振幅特性図である。

【図４】本発明の振動発生装置における駆動部の動作タ
イミング図である。

【図５】本発明の振動発生装置における駆動部の動作タ
イミング図である。

【図６】本発明の振動発生装置における駆動部の動作タ
イミング図である。

【図７】従来の振動発生装置のブロック構成図である。

【図８】従来の振動発生装置における振動発生部の要部
断面図である。

【図９】従来の振動発生装置における駆動部の動作タイ
ミング図である。

【符号の説明】

１駆動部２振動発生部３駆動制御回路５制御信号発生回路６クロックパルス発生回路７第一のタイミング回路８第二のタイミング回路９第一の駆動電流制御回路１０第二の駆動電流制御回路１１取付部材１１ａガイド部１２ボビン１２ａ空洞部１２ｂ鍔部１２ｃ突出部１３コイル１４第一のコイルバネ１５ヨ−ク１５ａ上壁部１５ｂ筒状部１５ｃ鍔部１６凸部１６ａ永久磁石１７第二のコイルバネ１８カバ− １８ａ突出部１９軸２０回路基板２１回路部品２２シ−ルド体３６駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古舘利夫東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内 (72)発明者坂倉洋大郎東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気回路を構成する磁気回路構成部と前
記磁気回路構成部を支持する支持部材とからなる振動部
と、前記磁気回路内に配置されるとともに交流電流が供
給されるコイルとを備え、前記振動部の固有振動数を前
記交流電流の周波数の近傍に設定したことを特徴とする
振動発生装置。
【請求項２】前記交流電流の周波数を、前記固有振動
数における前記振動部の振幅に対してほぼ半分の振幅を
呈する周波数の範囲内に設定したことを特徴とする請求
項１記載の振動発生装置。
【請求項３】前記固有振動数を前記交流電流の周波数
よりも高く設定したことを特徴とする請求項２記載の振
動発生装置。
【請求項４】前記交流電流の周波数を前記範囲内で変
化させるようにしたことを特徴とする請求項２または３
記載の振動発生装置。
【請求項５】前記交流電流の大きさを変化させるよう
にしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記
載の振動発生装置。